現(xiàn)代材料分析方法

內(nèi)容概要

　　本書對(duì)材料研究過程中常用的分析方法進(jìn)行介紹，包括X射線衍射分析、紅外吸收光譜、激光拉曼光譜、核磁共振譜、紫外?可見光譜、熒光光譜及各種電子顯微鏡等，其內(nèi)容涉及高分子材料、金屬材料、無機(jī)非金屬材料、復(fù)合材料等綜合領(lǐng)域。本書主要是結(jié)合實(shí)例進(jìn)行講解，注重實(shí)用性，能提高材料類專業(yè)學(xué)生從事材料研究所必需的實(shí)際技能?！　”緯梢宰鳛椴牧峡茖W(xué)與工程及相關(guān)專業(yè)本科生、研究生的專業(yè)基礎(chǔ)課教材，也可以作為材料科學(xué)與工程相關(guān)實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)參考書。

書籍目錄

第1章緒論1 11材料的組織結(jié)構(gòu)與性能1 111組織結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系1 112微觀組織結(jié)構(gòu)控制2 12顯微組織結(jié)構(gòu)的內(nèi)容2 13材料分析技術(shù)與材料的關(guān)系2 14分析技術(shù)簡介2 141X射線衍射2 142光譜分析2 143核磁共振3 144熱分析技術(shù)3 145表層分析技術(shù)3 146電子顯微鏡3 第2章X射線衍射分析5 21X射線衍射基本概念5 211X射線衍射分析歷史5 212X射線的產(chǎn)生及X射線譜5 213X射線與物質(zhì)的相互作用6 214光的散射和衍射7 22晶體空間點(diǎn)陣8 23X射線分析法原理9 231X射線在晶體中的衍射9 232X射線衍射的實(shí)驗(yàn)方法簡介10 233小角X射線散射法12 234樣品的制備方法簡介13 24多晶體物相分析14 241X射線衍射物相分析的基本原理14 242物相分析的定性分析14 243物相的定量分析15 244物質(zhì)狀態(tài)的鑒定16 245單晶和多晶取向測定17 246晶粒度的測定18 247介孔結(jié)構(gòu)測定19 248宏觀應(yīng)力測定19 249薄膜厚度和界面結(jié)構(gòu)測定19 2410多層膜結(jié)構(gòu)測定20 25X射線法最新進(jìn)展及應(yīng)用21 251同步輻射X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)方法21 252Rietveld方法22 253X射線衍射法其他應(yīng)用23 參考文獻(xiàn)24 第3章紅外吸收光譜27 31引言27 311紅外吸收光譜的基本原理28 312紅外吸收光譜的基本概念28 32雙原子分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)29 321轉(zhuǎn)子模型29 322振子模型31 323雙原子分子的紅外振轉(zhuǎn)光譜32 33簡正振動(dòng)33 3313n-5或3n-6規(guī)則33 332簡正坐標(biāo)和簡正振動(dòng)33 333分子對(duì)稱性35 34振動(dòng)光譜的解釋和應(yīng)用36 341倍頻、組頻、差頻36 342配位效應(yīng)36 343Fermi共振和振動(dòng)耦合37 344特征頻率38 35各類有機(jī)化合物的紅外吸收光譜38 351烷烴38 352烯烴及其他含雙鍵的化合物39 353炔烴和其他含叁鍵及具有累積雙鍵的化合物40 354芳烴和雜芳烴40 355含羥基的化合物41 356醚、環(huán)氧和過氧化合物42 357羰基化合物42 358胺43 359酰胺43 3510氨基酸和銨鹽43 3511其他化合物44 36紅外吸收光譜數(shù)據(jù)小結(jié)45 37利用紅外吸收光譜推測有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)45 參考文獻(xiàn)46 第4章激光拉曼光譜法48 41拉曼散射光譜的基本概念48 411瑞利散射、拉曼散射及拉曼位移48 412拉曼光譜選律和選擇定則49 413拉曼退偏振比49 414拉曼光譜圖50 42激光拉曼光譜與紅外光譜比較50 43激光拉曼光譜法實(shí)驗(yàn)技術(shù)52 431儀器組成52 432樣品的處理方法53 44拉曼光譜法在有機(jī)材料研究中的應(yīng)用53 441拉曼光譜的選擇定則與分子構(gòu)象53 442高分子材料的拉曼去偏振度及紅外二向色性54 443復(fù)合材料形變的拉曼光譜研究55 45拉曼光譜法在生物材料和納米材料中的應(yīng)用56 451生物學(xué)材料的拉曼散射光譜56 452納米材料的某些特性58 453碳納米管的拉曼散射58 454半導(dǎo)體納米材料的拉曼散射60 參考文獻(xiàn)61 第5章紫外可見光譜及熒光光譜63 51引言63 52紫外可見吸收光譜63 521紫外可見吸收光譜的基本原理63 522紫外可見吸收光譜可獲悉的信息64 523紫外可見吸收光譜的基本概念64 524飽和有機(jī)化合物的紫外吸收光譜67 525不飽和有機(jī)化合物的紫外吸收光譜67 526紫外吸收光譜的應(yīng)用70 53熒光光譜70 531分子的激發(fā)與弛豫71 532由熒光光譜可獲悉的信息71 533熒光的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜72 534熒光分析法的靈敏度和選擇性72 535測量方法73 536光譜解析74 537無機(jī)化合物的熒光74 538有機(jī)化合物的熒光76 54分子的電子光譜在材料研究中的應(yīng)用81 541紫外可見光譜及熒光光譜應(yīng)用于材料分析81 542材料中微量元素或添加劑含量的測定82 543電子光譜研究聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)82 參考文獻(xiàn)83 第6章核磁共振譜85 61NMR概述85 611核磁共振譜的分類85 612核磁共振的產(chǎn)生86 613化學(xué)位移86 614自旋的耦合與裂分88 62核磁共振波譜儀及實(shí)驗(yàn)要求89 621CW核磁共振儀結(jié)構(gòu)89 622核磁共振波譜儀分類和測試原理89 623實(shí)驗(yàn)技術(shù)90 631H核磁共振波譜（氫譜）91 631屏蔽作用與化學(xué)位移91 632譜圖的表示方法92 633影響化學(xué)位移的主要因素93 634譜圖解析實(shí)例95 6413C核磁共振譜96 64113CNMR概述96 64213CNMR與1HNMR的比較97 643影響13C化學(xué)位移的因素97 644碳核磁譜圖解析和典型實(shí)例99 65高分辨NMR在聚合物材料研究中的應(yīng)用100 651有機(jī)材料的定性分析100 652共聚物組成的測定102 653共聚物序列結(jié)構(gòu)的研究102 654高分子鍵接方式和異構(gòu)體的研究103 66核磁共振新技術(shù)105 661固體NMR在材料結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用105 662二維NMR譜和材料的NMR成像技術(shù)106 663NMR儀器的改進(jìn)107 參考文獻(xiàn)108 第7章熱分析技術(shù)109 71熱分析概論109 711熱分析技術(shù)的發(fā)展109 712熱分析定義及分類110 72差熱分析與差示掃描量熱法112 721DTA與DSC儀器的組成與原理113 722差熱分析與差示掃描量熱法峰面積的計(jì)算115 723影響DTA與DSC曲線的因素118 724DTA與DSC數(shù)據(jù)的標(biāo)定120 73熱重分析與微商熱重法121 731熱重分析與微商熱重法的基本原理121 732熱天平的基本結(jié)構(gòu)122 733影響熱重?cái)?shù)據(jù)的因素124 734熱重試驗(yàn)及圖譜辨析125 74熱膨脹法和熱機(jī)械分析127 741熱膨脹法128 742熱機(jī)械分析129 75熱分析技術(shù)在材料研究中的應(yīng)用129 751材料的結(jié)晶行為129 752材料液晶的多重轉(zhuǎn)變133 753材料的玻璃化轉(zhuǎn)變Tg及共聚共混物相容性134 754材料的熱穩(wěn)定性及熱分解機(jī)理137 755材料的剖析138 756動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析評(píng)價(jià)材料的使用性能139 76熱分析聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展與熱分析儀器的改進(jìn)142 761熱分析聯(lián)用技術(shù)143 762熱分析儀器的最新進(jìn)展146 參考文獻(xiàn)147 第8章表面分析技術(shù)150 81X射線光電子能譜150 811X射線光電子譜基本原理150 812結(jié)合能151 813化學(xué)位移152 814X射線光電子能譜分析方法154 815X射線光電子能譜儀159 82俄歇電子能譜161 821俄歇電子能譜的基本原理161 822俄歇電子的能量和產(chǎn)額162 823俄歇電子能譜分析方法164 824俄歇電子能譜儀167 825掃描俄歇顯微探針（SAM）168 參考文獻(xiàn)170 第9章掃描電子顯微鏡171 91電子與物質(zhì)的相互作用171 911電子散射171 912背散射電子172 913二次電子172 92掃描電子顯微鏡結(jié)構(gòu)和成像原理173 921掃描電子顯微鏡的工作原理173 922掃描電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)175 923掃描電子顯微鏡的性能178 924掃描電子顯微鏡的特點(diǎn)178 925樣品制備179 926影響電子顯微鏡影像品質(zhì)的因素179 93場發(fā)射掃描電子顯微鏡179 931場發(fā)射掃描電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)179 932場發(fā)射掃描電子顯微鏡的特點(diǎn)180 94電子探針顯微分析181 941EPMA原理和結(jié)構(gòu)181 942X射線能譜儀181 943X射線波譜儀183 944定性分析184 945定量分析184 95其他電子成像技術(shù)結(jié)合EDS分析186 96EMPA掃描電子顯微鏡分析方法和應(yīng)用186 961分析方法186 962應(yīng)用186 參考文獻(xiàn)187 第10章透射電子顯微鏡188 101電子波與電磁透鏡188 1011光學(xué)顯微鏡的分辨率極限188 1012電子波的波長189 1013電磁透鏡190 1014電磁透鏡的像差和分辨率192 1015電磁透鏡的景深和焦長194 102透射電鏡的結(jié)構(gòu)195 1021照明系統(tǒng)196 1022成像系統(tǒng)198 1023觀察記錄系統(tǒng)199 103透射電鏡樣品制備方法199 1031復(fù)型技術(shù)200 1032粉末樣品制備技術(shù)203 1033電解減薄技術(shù)204 1034超薄切片法205 1035離子減薄技術(shù)206 1036聚焦離子束法206 104電子衍射207 1041電子衍射原理208 1042電子衍射圖的分析及標(biāo)定213 1043復(fù)雜電子衍射花樣217 1044高分辨電子顯微鏡221 參考文獻(xiàn)223 第11章掃描探針顯微鏡225 111掃描探針顯微鏡概述225 1111掃描探針顯微鏡的發(fā)展歷程225 1112掃描探針顯微鏡的特點(diǎn)227 112掃描探針顯微鏡的工作原理227 1121掃描隧道顯微鏡的工作原理227 1122原子力顯微鏡的工作原理229 113工作方式230 1131掃描隧道顯微鏡的成像模式230 1132原子力顯微鏡的成像模式231 114其他類型的掃描探針顯微鏡234 1141光子掃描隧道顯微鏡234 1142側(cè)向力顯微鏡235 1143磁力顯微鏡235 1144靜電力顯微鏡236 1145化學(xué)力顯微鏡236 1146掃描電化學(xué)顯微鏡236 1147力調(diào)制顯微鏡236 115掃描探針顯微鏡在現(xiàn)代材料研究中的應(yīng)用237 1151掃描探針顯微鏡在微納技術(shù)和超精密加工中的應(yīng)用237 1152掃描探針顯微鏡在高分子領(lǐng)域的應(yīng)用240 1153掃描探針顯微鏡在微電子技術(shù)方面的應(yīng)用243 1154應(yīng)用前景244 參考文獻(xiàn)244

媒體關(guān)注與評(píng)論

前言隨著當(dāng)代材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的研究與技術(shù)不斷發(fā)展，許多新的材料體系、材料結(jié)構(gòu)、材料性能不斷涌現(xiàn)，對(duì)材料表征方法與手段的要求也越來越高。 目前，關(guān)于材料分析方法的教材很多，對(duì)各類分析方法的基本原理、儀器結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了詳細(xì)的理論描述和系統(tǒng)說明，涌現(xiàn)出一大批高質(zhì)量的優(yōu)秀教材。然而，目前使用的許多教材多數(shù)只是對(duì)某一種或有限的幾種分析儀器和分析方法進(jìn)行詳細(xì)論述，理論性很強(qiáng)，不適合當(dāng)代材料科學(xué)與工程專業(yè)類本科生“寬口徑、厚基礎(chǔ)、綜合素質(zhì)”的培養(yǎng)目標(biāo)要求，因此，在實(shí)際教學(xué)工作中，迫切需要一部適合本科生需要的教材，既有基本的理論，又兼顧本科生的專業(yè)基礎(chǔ)的實(shí)用性。 本教材結(jié)合實(shí)例、實(shí)際檢測結(jié)果分析、各類圖片及各位編寫老師自己的研究成果，分別對(duì)材料研究過程中常用的分析方法進(jìn)行論述，涉及高分子材料、金屬材料、無機(jī)非金屬材料、復(fù)合材料等綜合領(lǐng)域，以滿足不同專業(yè)本科生需求，拓展他們的知識(shí)面。教材對(duì)各類分析方法的基礎(chǔ)理論進(jìn)行簡單論述，更主要的是結(jié)合實(shí)例進(jìn)行講解，注重實(shí)用性，提高材料類專業(yè)學(xué)生從事材料研究所必需的實(shí)際技能，力爭使學(xué)生達(dá)到“Know Why,Know How;Know What”的目的。“Know why”是讓學(xué)生了解為什么選用某種分析技術(shù)；“Know how”是讓學(xué)生掌握如何進(jìn)行樣品處理、如何確定科學(xué)的分析步驟；“Know what”是讓學(xué)生了解如何分析相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果、如何讀取相關(guān)的材料信息、如何結(jié)合具體的材料制備工藝發(fā)現(xiàn)與解釋相關(guān)的科學(xué)現(xiàn)象。 本書可以作為材料科學(xué)與工程及相關(guān)專業(yè)本科生、研究生的專業(yè)基礎(chǔ)課教材，也可以作為材料科學(xué)與工程相關(guān)實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)參考書。 參與本書編寫人員主要有：毛陸原教授，李鐵生教授，崔國士博士，孫玉峰博士，謝銀德博士，董林博士，李春輝博士，鄭世軍博士。關(guān)紹康教授對(duì)本書的全部內(nèi)容進(jìn)行了審核校正。在此謹(jǐn)向各位老師辛勤的工作表示感謝。 由于作者水平有限，書中難免有諸多不足之處，敬請(qǐng)各位專家批評(píng)指正。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　張銳2007年5月于鄭州大學(xué)

編輯推薦

本書對(duì)材料研究過程中常用的分析方法進(jìn)行介紹，包括X射線衍射分析、紅外吸收光譜、激光拉曼光譜、核磁共振譜、紫外可見光譜、熒光光譜及各種電子顯微鏡等，其內(nèi)容涉及高分子材料、金屬材料、無機(jī)非金屬材料、復(fù)合材料等綜合領(lǐng)域。本書主要是結(jié)合實(shí)例進(jìn)行講解，注重實(shí)用性，能提高材料類專業(yè)學(xué)生從事材料研究所必需的實(shí)際技能。 本書可以作為材料科學(xué)與工程及相關(guān)專業(yè)本科生、研究生的專業(yè)基礎(chǔ)課教材，也可以作為材料科學(xué)與工程相關(guān)實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)參考書。

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